KR20230098006A

KR20230098006A - 면처리 장치

Info

Publication number: KR20230098006A
Application number: KR1020220162554A
Authority: KR
Inventors: 게이지 노마루
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2021-12-24
Filing date: 2022-11-29
Publication date: 2023-07-03
Also published as: TW202326856A; CN116329758A; JP2023095373A; US20230201961A1

Abstract

(과제) 항절 강도의 저하를 초래하지 않고, 웨이퍼를 균일한 두께로 형성할 수 있는 면처리 장치를 제공한다.
(해결 수단) 피가공물의 면을 처리하는 면처리 장치의 처리 유닛은, 레이저 광선을 출사하는 레이저 발진기와, 레이저 발진기가 출사한 레이저 광선을 복수의 빔으로 형성하는 집광기와, 레이저 발진기와 집광기 사이에 배치 형성되어, 레이저 광선을 평행광에 콜리메이트하는 콜리메이트 렌즈와, 집광기와 콜리메이트 렌즈 사이에 배치 형성되어 복수의 빔의 강도를 조정하는 빔 강도 조정기와, 집광기를 회전하는 회전 기구를 포함한다.

Description

면처리 장치{SURFACE PROCESSING APPARATUS}

본 발명은, 피가공물의 면을 처리하는 면처리 장치에 관한 것이다.

IC, LSI 등의 복수의 디바이스가, 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 웨이퍼는, 연삭 장치에 의해 이면이 연삭되어, 원하는 두께로 형성된 후, 다이싱 장치, 레이저 가공 장치에 의해 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 디바이스 칩은 휴대 전화, PC 등의 전기 기기에 이용된다.

연삭 장치는, 웨이퍼를 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 웨이퍼를 연삭하는 연삭 지석을 회전 가능하게 지지한 연삭 유닛과, 연삭 유닛을 웨이퍼에 접근시켜 웨이퍼의 상면에 연삭 지석을 접촉시키는 연삭 이송 기구를 포함하여 구성되어, 웨이퍼를 원하는 두께로 가공할 수 있다 (예를 들어 특허문헌 1 을 참조).

일본 공개특허공보 2000-288881호

상기한 연삭 장치에 있어서 실시되는 연삭 가공은, 회전하는 연삭 지석으로 웨이퍼의 처리면을 가압하고, 미세하게 파쇄하여 진행되는 점에서, 그 처리면에 연삭흔이 원호 상에 복수 잔존하여 분할 후의 칩의 항절 강도를 저하시킨다는 문제가 있다.

또, 웨이퍼의 마무리 두께는, 웨이퍼를 유지하는 척 테이블과, 연삭 지석의 간격에 의존하는 점에서, 연삭 지석의 마모나, 연삭 장치에 배치 형성된 연삭 유닛의 기계 강성에서 기인하여 그 간격이 일정해지지 않아, 웨이퍼의 두께를 전역에 걸쳐 균일하게 형성하는 것이 비교적 어렵다는 문제가 있다. 나아가서는, 웨이퍼의 두께가 불균일해져 버린 경우, 상기의 연삭 장치를 사용하여 부분적으로 웨이퍼를 연삭하여 웨이퍼의 두께가 균일해지도록 조정하는 것이 곤란하다는 문제도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 항절 강도의 저하를 초래하지 않고, 웨이퍼를 균일한 두께로 형성할 수 있는 면처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 피가공물의 면을 처리하는 면처리 장치로서, 그 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 그 피가공물의 면을 처리하는 처리 유닛과, 그 척 테이블과 그 처리 유닛을 상대적으로 가공 이송하는 가공 이송 기구를 구비하고, 그 처리 유닛은, 레이저 광선을 출사하는 레이저 발진기와, 그 레이저 발진기가 출사한 레이저 광선을 복수의 빔으로 형성하는 집광기와, 그 레이저 발진기와 그 집광기 사이에 배치 형성되어, 레이저 광선을 평행광에 콜리메이트하는 콜리메이트 렌즈와, 그 집광기와 그 콜리메이트 렌즈 사이에 배치 형성되어 그 복수의 빔의 강도를 조정하는 빔 강도 조정기와, 그 집광기를 회전하는 회전 기구를 포함하는 면처리 장치가 제공된다.

바람직하게는, 그 집광기는, 마이크로 렌즈 어레이 또는 회절 광학 소자로 구성된다. 바람직하게는, 그 빔 강도 조정기는, 빔의 공간 강도 분포를 조정한다. 바람직하게는, 그 처리 유닛은, 피가공물의 처리해야 할 면에 그 집광기에 의해 집광점을 위치시켜, 그 면에 어블레이션 가공을 실시한다.

바람직하게는, 처리해야 할 피가공물의 면을 액체로 채우는 액체 저류조가 그 집광기와 피가공물 사이에 배치 형성되어 있다. 바람직하게는, 그 액체 저류조에 의해 피가공물의 면에 채워진 액체에 레이저 광선을 조사함으로써 발생하는 플라즈마에 의해 피가공물의 면에 처리를 실시한다. 혹은, 그 액체 저류조에 의해 피가공물의 면에 채워진 액체에 레이저 광선을 조사함으로써 발생하는 캐비테이션에 의해 피가공물의 면에 처리를 실시한다. 바람직하게는, 그 척 테이블에 유지된 피가공물의 두께 또는 높이를 계측하는 계측기가 배치 형성되어 있다.

본 발명에 의하면, 종래의 연삭 장치에 의해 가공되었을 경우에, 연삭면에 원호 상에 복수 형성되는 연삭흔이 잔존하는 것이 회피되어, 항절 강도가 저하된다는 문제가 억제된다. 또, 피가공물의 마무리 두께는, 종래의 연삭 장치와 같이, 척 테이블과, 연삭 지석의 간격에 의존하는 경우가 없는 점에서, 피가공물을 균일한 두께로 형성하는 것이 용이하게 실현된다.

도 1 은, 피가공물의 웨이퍼를 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 본 실시형태의 면처리 장치의 전체 사시도이다.
도 3 은, 도 2 에 나타내는 면처리 장치에 배치 형성된 일부를 단면으로 나타내는 처리 유닛의 광학계와, 그 처리 유닛에 의해 실시되는 면처리의 양태를 나타내는 일부 단면 측면도이다.
도 4 는, 도 3 에 나타내는 면처리의 실시양태를 나타내는 사시도이다.
도 5 는, 다른 실시형태의 면처리 장치의 전체 사시도이다.
도 6 은, 도 5 에 나타내는 면처리 장치에 배치 형성된 일부를 단면으로 나타내는 처리 유닛과, 액체 저류조에 의해 실시되는 면처리의 양태를 나타내는 사시도이다.
도 7 은, 도 6 에 나타내는 면처리의 실시양태를 나타내는 일부 단면 측면도이다.

이하, 본 발명 실시형태의 면처리 장치에 대해, 첨부 도면을 참조하면서, 상세하게 설명한다.

도 1 에는, 본 실시형태의 피가공물이 나타나 있다. 그 피가공물은, 예를 들어 복수의 디바이스 (12) 가 교차하는 복수의 분할 예정 라인 (14) 에 의해 구획되어 표면 (10a) 에 형성된 실리콘 (Si) 의 웨이퍼 (10) 이다. 웨이퍼 (10) 의 표면 (10a) 에는, 보호 테이프 (T) 가 첩착되어, 도 1 의 하단에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (10) 와 일체가 되어, 후술하는 면처리 장치 (1) 에 의해 이면 (10b) 이 처리될 때에 표면 (10a) 을 보호한다.

도 2 에는, 본 실시형태의 면처리 장치 (1) 의 전체 사시도가 나타나 있다. 면처리 장치 (1) 는, 장치 하우징 (2) 을 구비하고, 대략 직방체 형상의 본체부 (21) 와, 본체부 (21) 의 후단부에 형성되어 상하 방향으로 세워 형성된 직립벽 (22) 을 갖고 있다. 면처리 장치 (1) 는, 그 본체부 (21) 상의 커버 부재 (31) 상에 배치 형성되어 웨이퍼 (10) 를 흡인 유지하는 척 테이블 (32) 을 포함하는 유지 유닛 (3) 과, 유지 유닛 (3) 에 유지된 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 을 처리하는 처리 유닛 (4) 을 구비하고 있다.

커버 부재 (31) 의 도면 중 화살표 X 로 나타내는 X 축 방향의 양측에, 주름 상자 (6a, 6b) 가 배치 형성되어 있다. 본체부 (21) 의 내부에는, 유지 유닛 (3) 의 척 테이블 (32) 을 X 축 방향으로 가공 이송하는 가공 이송 기구 (도시는 생략한다) 가 배치 형성되어 있다. 그 가공 이송 기구를 작동시킴으로써, 척 테이블 (32) 과 함께 커버 부재 (31) 가 X 축 방향으로 이동되어, 주름 상자 (6a, 6b) 를 신축, 신장시킴과 함께, 미가공의 웨이퍼 (10) 를 척 테이블 (32) 상에 재치 (載置) 하는 도면 중 앞측의 반출입 영역과, 처리 유닛 (4) 에 의해 가공이 실시되는 도면 중 안측의 가공 영역 사이에서 이동시킬 수 있다.

처리 유닛 (4) 은, 레이저 조사 유닛 (42) 을 구비하고 있다. 그 레이저 조사 유닛 (42) 은, 처리 유닛 하우징 (421) 에 수용된 광학계를 구비하고, 직립벽 (22) 의 전면에 배치 형성되어, 지지 부재 (43) 를 개재하여 이동 기대 (41) 에 장착되어 있다. 이동 기대 (41) 는, 후면측에서, 장치 하우징 (2) 의 직립벽 (22) 에 배치 형성된 1 쌍의 안내 레일 (221, 221) 과 걸어 맞추어, 안내 레일 (221, 221) 에 대해 Z 축 방향 (상하 방향) 으로 슬라이딩 가능하게 장착되어 있다.

도 2 에 나타내는 면처리 장치 (1) 는, 상기한 처리 유닛 (4) 을 상기 1 쌍의 안내 레일 (221, 221) 을 따라 도면 중 화살표 Z 로 나타내는 방향으로 이동시키는 Z 축 이동 기구 (7) 를 구비하고 있다. 이 Z 축 이동 기구 (7) 는, 직립벽 (22) 의 전면측에 배치 형성되어 상하 방향으로 연장되는 수나사 로드 (71) 를 구비하고 있다. 이 수나사 로드 (71) 는, 그 상단부 및 하단부가 직립벽 (22) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 수나사 로드 (71) 의 상측 단부에는 수나사 로드 (71) 를 회전 구동시키기 위한 구동원으로서의 펄스 모터 (72) 가 배치 형성되어 있고, 이 펄스 모터 (72) 의 출력축이 수나사 로드 (71) 에 연결되어 있다. 이동 기대 (41) 의 후면에는, 나사 연결부 (도시는 생략한다) 가 형성되고, 그 연결부에는 상하 방향으로 연장되는 암나사공이 형성되어 있고, 이 암나사공에 상기 수나사 로드 (71) 가 나사 결합된다. 이와 같은 Z 축 이동 기구 (7) 는, 펄스 모터 (72) 를 정회전시켜 이동 기대 (41) 와 함께 처리 유닛 (4) 을 하강시키고, 펄스 모터 (74) 를 역전시켜 이동 기대 (41) 와 함께 처리 유닛 (4) 을 상승시킬 수 있다.

본 실시형태의 면처리 장치 (1) 에는, 유지 유닛 (3) 의 척 테이블 (32) 에 유지된 웨이퍼 (10) 의 두께 (또는 높이) 를 계측하는 계측기 (5) 가 배치 형성되어 있다. 그 계측기 (5) 는, 장치 하우징 (2) 의 본체부 (21) 상에서, 척 테이블 (32) 이 X 축 방향으로 이동하는 영역의 Y 축 방향에 있어서 근접한 위치에 배치 형성되고, X 축 방향을 따라 형성된 측벽부 (23) 에 배치 형성되어 있다. 또, 그 계측기 (5) 는, 그 측벽부 (23) 의 내부에 배치 형성되어 도시를 생략하는 이동 기구에 의해 구동되고, X1 로 나타내는 방향을 따라 형성된 측벽부 (23) 의 슬라이딩 홈 (23a) 을 따라 이동 가능하게 구성되어 있다. 계측기 (5) 의 형식은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 비접촉식의 두께 계측기이고, 연장 아암 (52) 의 선단부 (51) 로부터 소정의 파장 영역을 갖는 계측용의 레이저 광선 (LB0) 을 조사하여, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 과 표면 (10a) 에서 반사한 복귀광을 검출하고, 그 복귀광에 기초하는 분광 간섭 파형을 푸리에 변환하여 웨이퍼 (10) 의 두께 (또는 높이) 를 계측한다. 상기의 레이저 조사 유닛 (42), 가공 이송 기구 (도시는 생략한다), 계측기 (5), Z 축 이동 기구 등은, 도시를 생략하는 컨트롤러에 접속된다.

도 2 에 추가로, 도 3 을 참조하면서, 본 실시형태의 처리 유닛 (4) 을 구성하는 레이저 조사 유닛 (42) 의 광학계에 대해, 보다 구체적으로 설명한다. 레이저 조사 유닛 (42) 은, 레이저 광선 (LB1) 을 출사하는 레이저 발진기 (44) 와, 레이저 발진기 (44) 가 출사한 레이저 광선 (LB1) 을 복수의 빔 (LB2) 으로 형성하는 집광기 (45) 와, 레이저 발진기 (44) 와 집광기 (45) 사이에 배치 형성되어, 레이저 광선 (LB1) 을 평행광에 콜리메이트하는 콜리메이트 렌즈 (46) 와, 집광기 (45) 와 콜리메이트 렌즈 (46) 사이에 배치 형성되어 그 복수의 빔 (LB2) 의 강도를 조정하는 빔 강도 조정기 (47) 와, 집광기 (45) 를 회전하여 복수의 빔 (LB2) 을 화살표 R1 로 나타내는 방향으로 회전시키는 회전 기구 (48) 를 포함하여 구성된다. 상기한 레이저 조사 유닛 (42) 의 광학계는, 지지 부재 (43) 에 지지된 처리 유닛 하우징 (421) 에 수용되어 있다.

집광기 (45) 는, 예를 들어, 미크론 오더의 크기의 미세한 렌즈가 연속해서 복수 배치된 광학 렌즈인 마이크로 렌즈 어레이나, 광의 회절 현상을 이용하여 레이저광을 공간적으로 분기시키는 회절 광학 소자 (DOE) 를 이용할 수 있다. 레이저 조사 유닛 (42) 에 의하면, 집광기 (45) 에 의해, 레이저 발진기 (44) 로부터 출사된 레이저 광선 (LB1) 을 복수의 빔 (LB2) 으로 형성하고, 소정의 조사 영역에 분산되어 집광 (도면 중 P1 ∼ P5 를 참조) 하여 조사할 수 있다. 또한, 도 3 에서는, 설명의 형편상, 집광기 (45) 로 형성한 복수의 빔 (LB2) 의 집광점을 간략화하여 P1 ∼ P5 로 나타냈지만, 실제는, 소정의 조사 영역의 범위에서, 임의의 수의 복수의 빔, 예를 들어 수백 정도의 복수의 빔으로 분산된다. 또, 그 집광기 (45) 는, 상기의 마이크로 렌즈 어레이나 회절 광학 소자만으로 구성하는 것에 한정되지 않고, 별도의 집광 렌즈, 또는 비구면 렌즈 등과 조합하여 구성해도 된다.

회전 기구 (48) 는, 예를 들어, 중공 모터가 채용된다. 그 중공 모터는, 중공의 샤프트의 외주에 인코더를 배치 형성하고 환상으로 형성한 것이고, 상기의 집광기 (45) 를 그 샤프트의 중앙의 공간에 유지하여, 그 집광기 (45) 를 고속 (예를 들어 50000 rpm 이하) 으로 회전시켜, 집광기 (45) 로부터 조사되는 복수의 빔 (LB2) 을 화살표 R1 로 나타내는 방향으로 회전시킬 수 있다.

빔 강도 조정기 (47) 는, 예를 들어, 공간 광 변조기 (LCOS) 나, 디지털·마이크로 미러·디바이스 (DMD) 를 이용할 수 있다. 콜리메이트 렌즈 (47) 를 통과한 레이저 광선 (LB1) 이 빔 강도 조정기 (47) 에 의해 조정되어, 집광기 (45) 로부터 조사되는 복수의 빔 (LB2) 의 공간 강도 분포를, 원하는 공간 강도 분포로 조정할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 투과형의 공간 광 변조기 (LCOS) 를 채용한 예를 나타내고 있지만, 반사형의 공간 광 변조기를 채용할 수도 있다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 레이저 조사 유닛 (42) 은, 집광기 (45) 로부터 조사되는 복수의 빔 (LB2) 의 집광점 (예를 들어 P1 ∼ P5) 을, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 에 위치시켜 조사하여, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 에 어블레이션 가공을 실시하는 것이다. 본 실시형태의 레이저 조사 유닛 (42) 에 의해 면처리가 실시될 때의 가공 조건은, 예를 들어, 이하와 같다.

파장 : 355 ㎚

펄스 폭 : 10 ps

반복 주파수 : 1 ㎒

평균 출력 : 10 W

개구 수 (NA) : 0.2

상기한 면처리 장치 (1) 에 의해 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 을 처리하는 순서에 대해, 보다 구체적으로 설명한다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 유지 유닛 (3) 을 반출입 영역에 위치시켰다면, 보호 테이프 (T) 와 일체가 된 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 측을 상방을 향하여, 보호 테이프 (T) 측을 척 테이블 (32) 상에 재치하여 흡인 유지한다. 이어서, 도시를 생략하는 가공 이송 기구를 작동하여, 척 테이블 (32) 을 X 축 방향의 가공 영역측으로 이동하여, 처리 유닛 (4) 이 상기한 집광기 (45) 로부터 복수의 빔 (LB2) 이 조사되는 위치에, 웨이퍼 (10) 의 외주 가장자리를 위치시킨다.

이어서, 상기한 레이저 발진기 (44), 빔 강도 조정기 (47), 회전 기구 (48), Z 축 이동 기구 (7) 를 작동하여, 도 3, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 레이저 조사 유닛 (42) 으로부터 조사되는 복수의 빔 (LB2) 의 집광점 (P1 ∼ P5) 을 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 상에 위치시켜 조사하고, 그 복수의 빔 (LB2) 을, 화살표 R1 로 나타내는 방향으로 회전시킴과 함께, 척 테이블 (32) 을 화살표 R2 에 나타내는 방향으로 회전시키면서, X 축 방향으로 이동시켜, 그 복수의 빔 (LB2) 이, 웨이퍼 (10) 의 중심 O 에 도달할 때까지 그 면처리를 실시한다.

상기한 면처리에 의한 어블레이션 가공을, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 에 실시하는 것에 의해, 이면 (10b) 에 있어서 그 복수의 빔 (LB2) 이 조사된 영역 S 가 서서히 확대되어 가, 웨이퍼 (10) 의 두께가 감소한다. 본 실시형태의 면처리 장치 (1) 에는, 상기한 바와 같이, 계측기 (5) 가 배치 형성되어 있고, 그 계측기 (5) 의 연장 아암 (52) 을 측벽부 (23) 의 슬라이딩부 (23a) 를 따른 X1 로 나타내는 방향으로 이동하여, 선단부 (51) 를 웨이퍼 (10) 의 중심 O 로부터 소정의 위치 상에 위치시켜, 계측용의 레이저 광선 (LB0) 을 조사한다. 그 계측용의 레이저 광선 (LB0) 이, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b), 및 표면 (10a) 에서 반사한 복귀광을 검출하여, 그 복귀광에 기초하는 분광 간섭 파형을 푸리에 변환하여, 그 소정의 위치의 웨이퍼 (10) 의 두께를 계측한다. 이와 같은 계측을, 상기의 연장 아암 (52) 을 이동시키면서, 척 테이블 (32) 을 회전시키면서, 웨이퍼 (10) 상의 X 좌표, Y 좌표 위치에서 규정되는 복수의 위치에서 실시하고, 웨이퍼 (10) 의 전역에 걸쳐 그 두께를 상세하게 계측한다. 또한, 그 계측기 (5) 에 의해 웨이퍼 (10) 의 두께를 계측하는 경우에는, 상기 레이저 조사 유닛 (42) 에 의한 면처리를 정지시키는 것이 바람직하다. 그 계측에 의해 검출된 웨이퍼 (10) 의 두께가 원하는 두께가 되어 있는지 여부를, 도시를 생략하는 컨트롤러에 의해 실시하고, 원하는 두께로 되어 있지 않은 경우에는, 상기의 레이저 조사 유닛 (42) 에 의한 웨이퍼 (10) 의 면처리를 실시하고, 원하는 두께가 될 때까지 그 면처리를 실시한다. 또한, 계측기 (5) 로부터 계측용의 레이저 광선 (LB0) 을 조사하는 영역에 고압의 세정수를 분사하는 세정수 분사 수단을 배치 형성하고, 두께를 계측하는 웨이퍼 (10) 의 영역을 세정하면서 상기의 두께의 계측을 실시하도록 해도 된다.

본 실시형태에 의하면, 회전 기구 (48) 의 작용에 의해, 집광기 (45) 로부터 조사되는 복수의 빔 (LB2) 이 R1 로 나타내는 방향으로 회전되고, 또한 웨이퍼 (10) 가 척 테이블 (32) 과 함께 R2 로 나타내는 방향으로 회전된다. 이로써, 복수의 빔 (LB2) 이 조사되어 있는 영역에 있어서, 균등하게 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 이 제거되어 가는 점에서, 종래의 연삭 장치에 의해 가공되었을 경우에, 연삭면에 원호상으로 복수 형성되는 연삭흔이 잔존하는 것이 회피되어, 항절 강도가 저하된다는 문제가 억제된다. 그리고, 상기한 바와 같이, 웨이퍼 (10) 의 마무리 두께는, 종래의 연삭 장치와 같이, 척 테이블과, 연삭 지석의 간격에 의존하는 경우가 없고, 웨이퍼 (10) 를 균일한 두께로 형성하는 것이 용이하게 실현된다. 또, 상기와 같은 구성을 구비하고 있는 점에서, 척 테이블 (32) 을 이동시켜, 복수의 빔 (LB2) 을 웨이퍼 (10) 가 원하는 위치에 위치시켜, 척 테이블 (32) 의 이동을 정지시키고, 집광기 (45) 의 회전을 정지시키거나 하면서, 부분적으로 웨이퍼 (10) 의 면 (이면 (10b)) 을 처리하여, 웨이퍼 (10) 의 면을 원하는 형상으로 처리하는 것도 가능하다.

본 발명은, 상기한 실시형태의 처리 장치 (1) 에 한정되지 않는다. 도 5 ∼ 도 7 을 참조하면서, 그 밖의 실시형태에 대해 설명한다.

도 5 에는, 본 발명의 다른 실시형태인 면처리 장치 (1') 가 나타나 있다. 면처리 장치 (1') 는, 상기의 면처리 장치 (1) 와 대체로 동일한 구성을 구비하고 있고, 동일한 구성에 대해서는, 동일한 번호를 교부하여, 상세한 설명은 생략한다.

본 실시형태의 면처리 장치 (1') 는, 상기한 면처리 장치 (1) 에 추가로, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 액체 저류조 (8) 를 구비하고 있다. 액체 저류조 (8) 는, 예를 들어, 하방측에 개구를 갖는 오목상의 용기이고, 원통상의 프레임 부재 (81) 와, 그 프레임 부재 (81) 의 상면을 폐쇄하여 레이저 조사 유닛 (42) 의 집광기 (45) 로부터 조사되는 복수의 빔 (LB2) 을 투과하는 투명한 판 부재 (82) 를 구비하고 있다. 그 판 부재 (82) 는, 예를 들어 유리판, 아크릴판 등을 채용할 수 있다. 액체 저류조 (8) 는, 유지 유닛 (3') 의 커버 부재 (31') 상에 자유롭게 착탈되도록 배치 형성되는 것으로, 척 테이블 (32') 에 웨이퍼 (10) 를 흡인 유지한 상태에서 재치함으로써, 집광기 (45) 와 척 테이블 (32') 에 유지되는 웨이퍼 (10) 사이에 배치 형성된다. 도 6, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 커버 부재 (31') 상에, 그 액체 저류조 (8) 의 내부에 저류되는 액체 (W) (예를 들어 순수) 를 공급하는 액체 공급구 (31a') 와, 그 액체 (W) 를 배출하는 액체 배출구 (31b') 를 구비하고 있다. 도시를 생략하는 액체 공급 수단으로부터 압송된 액체 (W) 는, 액체 공급구 (31a') 로부터 액체 저류조 (8) 의 내부에 공급되고, 그 액체 저류조 (8) 의 내부가 액체 (W) 로 채워져, 액체 배출구 (31b') 로부터 적절히 배출된다. 또한, 그 액체 공급구 (31a') 와 액체 배출구 (31b') 는, 반드시 커버 부재 (31') 상에 배치 형성되는 것에 한정되지 않고, 예를 들어, 액체 저류조 (8) 의 프레임 부재 (81) 의 측면에 배치 형성하도록 해도 된다. 또, 액체 저류조 (8) 와 커버 부재 (31') 사이는, 반드시 밀착되어 있는 것에 한정되지 않고, 액체 저류조 (8) 와 커버 부재 (31') 사이에 적절한 간극을 형성하여, 그 간극으로부터 액체 (W) 를 배출하도록 해도 된다.

면처리 장치 (1') 에 의해 실시되는 면처리는, 상기한 면처리 장치 (1) 와 대략 동일한 순서에 의해 실시된다. 보다 구체적으로는, 유지 유닛 (3') 을 반출입 영역에 위치시킨 상태에서, 액체 저류조 (8) 를 커버 부재 (31') 에 재치하기 전에, 표면 (10a) 에 보호 테이프 (T) 가 첩착되어 일체가 된 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 측을 상방을 향하여, 보호 테이프 (T) 측을 척 테이블 (32') 상에 재치하여 흡인 유지한다. 이어서, 액체 저류조 (8) 를 커버 부재 (31') 상에 재치하고 액체 공급구 (31a') 로부터 액체 (W) 를 공급하여 액체 저류조 (8) 의 내부에 액체 (W) 를 충전한다. 이어서, 도시를 생략하는 가공 이송 기구를 작동하여, 척 테이블 (32') 을 X 축 방향의 가공 영역측으로 이동시키고, 레이저 조사 유닛 (42) 의 집광기 (45) 로부터 복수의 빔 (LB2) 이 조사되는 위치에, 웨이퍼 (10) 의 외주 가장자리를 위치시켜, 액체 저류조 (8) 가 상기의 집광기 (45) 와 웨이퍼 (10) 사이에 배치 형성된 상태로 한다.

이어서, 상기한 레이저 발진기 (44), 빔 강도 조정기 (47), 회전 기구 (48), Z 축 이동 기구 (7) 를 작동하여, 도 6, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 레이저 조사 유닛 (42) 으로부터 조사되는 복수의 빔 (LB2) 의 집광점 (P1 ∼ P5) 을, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 상에 위치시켜 조사하고, 그 복수의 빔 (LB2) 을, 화살표 R1 로 나타내는 방향으로 회전시킴과 함께, 척 테이블 (32') 을 화살표 R2 에 나타내는 방향으로 회전시키면서, X 축 방향으로 이동시켜, 그 복수의 빔 (LB2) 이, 웨이퍼 (10) 의 중심 O 에 도달할 때까지 그 면처리를 실시한다. 이 사이, 액체 저류조 (8) 의 내부에는, 액체 공급구 (31a') 로부터 액체 (W) 가 공급되어, 액체 배출구 (31b') 로부터 배출된다. 이로써, 그 면처리에 의해 실시되는 가공에 의해 발생한 가공 찌꺼기 등이 그 액체 (W) 에 의해 배제된다.

상기한 면처리에 의한 어블레이션 가공을, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 에 실시하는 것에 의해, 이면 (10b) 에 있어서 그 복수의 빔 (LB2) 이 조사된 영역 S 가 서서히 확대되어 가 웨이퍼 (10) 의 두께가 감소한다. 면처리 장치 (1') 에 있어서는, 액체 저류조 (8) 가 배치 형성되어 있기 때문에, 계측기 (5) 에 의한 웨이퍼 (10) 의 두께의 계측은, 액체 저류조 (8) 를 제외하여 실시하는 것이 바람직하다. 그 계측기 (5) 에 의해, 웨이퍼 (10) 상의 X 좌표, Y 좌표 위치에서 규정되는 복수의 위치에서 웨이퍼 (10) 의 두께를 계측하고, 웨이퍼 (10) 의 전역에 걸쳐 그 두께를 상세하게 계측한다. 그 계측에 의해 검출된 웨이퍼 (10) 의 두께가 원하는 두께가 되어 있는지 여부를, 도시를 생략하는 컨트롤러에 의해 실시하고, 원하는 두께로 되어 있지 않은 경우에는, 다시 액체 저류조 (8) 를 재치하여, 상기의 레이저 조사 유닛 (42) 에 의한 웨이퍼 (10) 의 처리를 계속해서 실시하고, 원하는 두께가 될 때까지 그 처리를 실시한다.

상기한 액체 저류조 (8) 를 사용하여, 처리해야 할 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 을 액체 (W) 로 채움으로써, 상기한 바와 같이, 가공에 의해 발생하는 가공 찌꺼기 등을 신속하게 배제 가능할 뿐만 아니라, 이하와 같은 가공을 실현하는 것도 가능하다.

상기한 면처리에 있어서는, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 상에 그 복수의 빔 (LB2) 의 집광점 (P1 ∼ P5) 을 위치시켜, 어블레이션 가공을 실시하도록 했지만, 예를 들어, 그 집광점 (P1 ∼ P5) 을 약간 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 으로부터 떼어 놓고 (예를 들어 1 ㎜ 미만, 바람직하게는 0.5 ㎜), 상기의 복수의 빔 (LB2) 을 조사하도록 한다. 이로써, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 의 근방에 있어서, 액체 (W) 가 플라즈마화하여, 상기의 어블레이션 가공이 실시되는 데에 추가로, 이면 (10b) 에 대해 플라즈마 가공이 실시된다. 이로써, 그 이면 (10b) 에 대해 복합적인 가공이 실시되는 것에 의해, 보다 균일한 가공을 실시할 수 있다. 나아가서는, 복수의 빔 (LB2) 의 집광점 (P1 ∼ P5) 을 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 으로부터 떼어 놓고 (예를 들어 1 ㎜ 이상, 바람직하게는 1 ㎜), 그 집광점의 근방에서 캐비테이션을 발생시켜, 그 캐비테이션의 기포가 붕괴될 때의 충격압에 의해 그 이면 (10b) 을 가공할 수도 있다.

상기한 면처리 장치 (1') 에 의해서도, 앞서 설명한 면처리 장치 (1) 에 의해 얻어진 작용 효과와 동일한 작용 효과를 얻는 것이 가능하고, 나아가서는, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 의 근방에 있어서, 액체 (W) 를 플라즈마화하여 그 플라즈마에 의해 면처리하거나, 그 이면 (10b) 의 근방에 있어서, 캐비테이션을 발생시켜 기포의 소멸시의 충격압에 의해서도 면처리를 실시하거나 할 수 있고, 이면 (10b) 을 보다 균일하게 가공하는 것이 가능해진다.

상기한 어블레이션 가공, 플라즈마에 의한 가공, 캐비테이션에 의한 가공은, 웨이퍼 (10) 의 이면 (10b) 에 대해, 각각 단독으로 실시되는 것이 아니고, 복합적으로 실시되는 것이 바람직하다. 단, 어블레이션 가공, 플라즈마에 의한 가공, 캐비테이션에 의한 가공의 각각을 최적으로 실시하기 위한 처리 조건 (복수의 빔 (LB2) 의 집광점 위치, 평균 출력 등) 은 상이하기 때문에, 미리 시뮬레이션, 실험 등에 의해, 웨이퍼 (10) 를 보다 균일한 두께로 가공하기 위한 최적인 처리 조건을 결정하는 것이 바람직하다.

1, 1' : 면처리 장치
2 : 장치 하우징
21 : 본체부
22 : 직립벽
23 : 측벽부
23a : 슬라이딩부
3 : 유지 유닛
31, 31' : 커버 부재
31a' : 액체 공급구
31b' : 액체 배출구
32, 32' : 척 테이블
4 : 처리 유닛
41 : 이동 기대
42 : 레이저 조사 유닛
43 : 지지 부재
44 : 레이저 발진기
45 : 집광기
46 : 콜리메이트 렌즈
47 : 빔 강도 조정기
48 : 회전 기구
5 : 계측기
51 : 선단부
52 : 연장 아암
6a, 6b : 주름 상자 부재
7 : Z 축 이동 기구
71 : 수나사 로드
72 : 펄스 모터
8 : 액체 저류조
81 : 프레임 부재
82 : 판 부재
10 : 웨이퍼
10a : 표면
10b : 이면
12 : 디바이스
14 : 분할 예정 라인
LB0 : 계측용의 레이저 광선
LB1 : 레이저 광선
LB2 : 복수의 빔
W : 액체 (순수)

Claims

피가공물의 면을 처리하는 면처리 장치로서,
그 피가공물을 유지하는 척 테이블과,
그 척 테이블에 유지된 그 피가공물의 면을 처리하는 처리 유닛과,
그 척 테이블과 그 처리 유닛을 상대적으로 가공 이송하는 가공 이송 기구를 구비하고,
그 처리 유닛은, 레이저 광선을 출사하는 레이저 발진기와,
그 레이저 발진기가 출사한 레이저 광선을 복수의 빔으로 형성하는 집광기와,
그 레이저 발진기와 그 집광기 사이에 배치 형성되어, 레이저 광선을 평행광에 콜리메이트하는 콜리메이트 렌즈와,
그 집광기와 그 콜리메이트 렌즈 사이에 배치 형성되어 그 복수의 빔의 강도를 조정하는 빔 강도 조정기와,
그 집광기를 회전하는 회전 기구를 포함하는 면처리 장치.
제 1 항에 있어서,
그 집광기는, 마이크로 렌즈 어레이 또는 회절 광학 소자인 면처리 장치.
제 1 항에 있어서,
그 빔 강도 조정기는, 빔의 공간 강도 분포를 조정하는 면처리 장치.
제 1 항에 있어서,
그 처리 유닛은, 그 피가공물의 처리해야 할 면에 그 집광기에 의해 집광점을 위치시켜, 그 면에 어블레이션 가공을 실시하는 면처리 장치.
제 1 항에 있어서,
그 처리 유닛은, 그 집광기와 그 피가공물 사이에 배치 형성되어, 처리해야 할 그 피가공물의 면을 액체로 채우는 액체 저류조를 추가로 포함하는 면처리 장치.
제 5 항에 있어서,
그 액체 저류조에 의해 피가공물의 면에 채워진 액체에 레이저 광선을 조사함으로써 발생하는 플라즈마에 의해 그 피가공물의 면에 처리를 실시하는 면처리 장치.
제 5 항에 있어서,
그 액체 저류조에 의해 그 피가공물의 면에 채워진 액체에 레이저 광선을 조사함으로써 발생하는 캐비테이션에 의해 그 피가공물의 면에 처리를 실시하는 면처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 처리 유닛은, 그 척 테이블에 유지된 그 피가공물의 두께 또는 높이를 계측하는 계측기를 추가로 포함하는 면처리 장치.